JBC:“看得見”,眼睛再循環利用維生素A的機制

你還記得小時候不想吃蔬菜,爸媽總會說:「胡蘿蔔對眼睛好,要多吃一點!」雖然爸媽可能不完全了解為什麼,但他們知道胡蘿蔔含有豐富的維生素A,且維生素A是維持健康視力所必需的營養素。那眼睛究竟是如何利用維生素A來維持視力呢?

 

都柏林大學UCD康威學院的研究人員與阿爾斯特大學,華盛頓大學和加州大學洛杉磯分校的國際研究人員合作,共同發表了一個新的發現,了解眼睛如何再循環使用維生素A的機制,好讓我們一整天都能“看得見“。

 

活化型的維生素A才能讓我們“看得見”

為了“看得見“,我們在飲食中所攝入的維生素A需要先從非活化形式(對光不敏感)轉變為活化形式(對光敏感)。然而這種轉換需要被嚴格管控,因為當活化型維生素A過少或非活化型維生素A過多都有可能會導致遺傳性或與年齡相關的失明現象。

視網膜是眼睛後部的感光層,負責收集光並傳遞到大腦,以利我們可以”看到“。包含接收光線所需的專用細胞,稱為視桿細胞和視錐細胞。

視桿細胞對於昏暗光線下的視覺非常重要,而視錐細胞則在強光條件下起作用。由於現代科技的進步,無論是白天或晚上,我們基本都是處在明亮的環境下,因此大多時候都是依賴於視錐細胞。

 

RPE65蛋白是轉換維生素A活性的關鍵角色

這項研究中使用一種稱為Emixustat的藥物,來研究視錐光受器對維生素A的回收利用和對強光視覺的影響。

該研究選擇了名為斑馬魚(Danio rerio)的熱帶小魚作為實驗對象,因為它們的眼睛與人類非常相似;在視網膜內,RPE65蛋白質在非活化型維生素A與活化型維生素A之間的轉換作用中扮演著非常重要的角色。而Emixustat藥物則有阻斷RPE65蛋白質活性的功能。

研究作者之一,Rebecca Ward博士說:「我們發現。一旦將已使用Emixustat藥物的斑馬魚從黑暗中移開,牠們的視力會立即下降,且它們也含有較少的活化型維生素A。也就是說,當我們身處黑暗時,負責維生素A轉換的RPE65蛋白是非常重要的,如此一來,當我們移動至光線充足的環境下,因為有足夠量的活化型維生素A,我們才能夠“看得到”。」

 

 

遺傳性兒童失明可能與缺乏RPE65蛋白有關

製造RPE65蛋白的基因突變與遺傳性兒童失明的快速進程有關。在這種情況下,由於活化型維生素A含量不足,可能導致視桿細胞和/或視錐細胞死亡。同時研究人員也有證實,化學合成形式的維生素A(9-cis-retinaldehye)可以不被RPE65蛋白異常所影響,使斑馬魚中重獲光明。

主導該研究團隊的Breandán Kennedy教授表示:「視覺研究最大的難題是了解視錐光受器如何在強光條件下持續補充活化型維生素A。我們發現,如果將已使用Emixustat藥物而導致視力受損的斑馬魚暴露於光線下30分鐘或更長的時間,牠們將會恢復視力。這表示在黑夜裡,RPE65蛋白是必要存在的,如此才能在白天提供足夠量的活化型維生素A。但是白天就不需要RPE65蛋白,因為眼睛可以利用光來再生活化型的維生素A。這是一種非常聰明且有效的機制。」

 

了解視覺運作機制,成為開發恢復視力方法的一項重要根據

專注失明研究的Laura Brady博士表示:「我們非常感謝這個受到國際認可,同時融合了視力喪失者觀點的研究。對我們而言。藉由此研究了解視覺的運作機制,將能更輕易地進行視力修復、並開發可以預防或恢復視力的方法。」

「感謝斑馬魚提供我們研究眼部的疾病。希望有一天,在不久的將來,我們所有人都能受惠於這個研究,都能“看到”這些美麗的魚。」

 

 

參考資料:
1. Ward, R., et al. (2020)  Non-photopic and photopic visual cycles differentially regulate immediate, early and late-phases of cone photoreceptor-mediated vision. Journal of Biological Chemistry.
2. Study shows how our eyes recycle vitamin A

 

Ying Chang

作者

Ying Chang

曾在醫療相關領域工作三年,包含醫療耗材、檢測服務、扶持計畫等。希望能將更多生醫知識和即時消息分享給關注健康醫療的你們!

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